5.1.1 酶的作用与本质（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019）

细胞的能量供应和利用 第5章 第1节　降低化学反应活化能的酶 返回目录 生物学　必修1 　 第1课时　酶的作用与本质 教材梳理·新知全解 关键能力·合作探究 随堂检测·要点速记 课时作业(十五) 目 录 Contents 教材梳理·新知全解 知识点1　酶在细胞代谢中的作用 细胞 化学反应 细胞生命活动 返回目录 生物学　必修1 　 Fe3＋ 过氧化氢酶 返回目录 生物学　必修1 　 较少 较多 2 大量 返回目录 生物学　必修1 　 催化 更高 人为控制 实验对象 温度 催化剂 自变量 过氧化氢分解速率 可变因素 保持一致 返回目录 生物学　必修1 　 常态 活跃 活化能 温和 返回目录 生物学　必修1 　 知识点2　酶的本质 活细胞 催化 蛋白质 RNA 返回目录 生物学　必修1 　 关键能力·合作探究 返回目录 生物学　必修1 　 探究点1　酶在细胞代谢中的作用 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 探究点2　酶的本质 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 随堂检测·要点速记 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 [课标要求] 1.简述酶在细胞代谢中的作用及其本质、特点(生命观念)。　2.进行酶相关的实验探究，学会控制变量，并掌握设置对照实验的方法(科学探究)。 1．细胞代谢 (1)场所：________内。 (2)实质：各种____________的统称。 (3)意义：________________的基础。 2．探究·实践　比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理 ①2H2O22H2O＋O2 ②水浴加热、FeCl3中的_____________以及肝脏研磨液中的______________均可加速H2O2的分解。 (2)实验过程及现象 试管 编号 新配制的体积分数为3%H2O2溶液 处理 现象 1 2 mL 常温 几乎无气泡产生 2 2 mL 90 ℃水浴加热 有________气泡 3 2 mL 质量分数为3.5% FeCl3溶液2滴 有________气泡 4 2 mL 新鲜肝脏研磨液______滴 有________气泡 (3)实验结论：酶具有________作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率________。 (4)实验中变量的控制 ①自变量：在实验过程中____________的对____________进行处理的因素。如本实验中________和__________。 ②因变量：因__________改变而变化的变量。如本实验中的____________________。 ③无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的____________，如本实验中的反应物浓度和反应时间等。 (5)对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素都_________，并将结果进行比较的实验。 3．酶的作用原理 (1)活化能：分子从________转变为容易发生化学反应的________状态所需要的能量。 (2)原理：与无机催化剂相比，酶降低__________的作用更显著，因而催化效率更高。 (3)意义：使细胞代谢能在________条件下快速有序地进行。 1．产生场所：__________中。 2．生理作用：________作用。 3．化学本质：绝大多数是__________，少数是__________。 活细胞是否都能产生酶？ 提示　不是。酶是细胞内生化反应的催化剂，是细胞代谢的基础，一般来说，只要是活细胞都能产生酶，但个别细胞，如哺乳动物成熟的红细胞，不能产生酶，但细胞内存在酶，这些酶是红细胞在细胞核及细胞器退化前就已经合成的。 (教材P80“拓展应用”)仔细阅读教材P79、P80“思考·讨论”，通过完成下面的图解，体会巴斯德、李比希、毕希纳、萨姆纳的观点之间的逻辑关系。 1．酶的作用机理 酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，分析如下： (1)图中AC和BC段分别表示无催化剂和有酶催化时反应进行所需要的活化能。 (2)若将酶变为无机催化剂，则B在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但可提供活化能。 【例1】 如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列有关分析合理的是(　　) 　　　 A．本实验的自变量只是催化剂的不同 B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C．1号与2号、1号与4号可分别构成对照实验 D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能 答案　C 解析　1号试管是对照组，2号、3号和4号试管分别进行的操作是加热、加无机催化剂、加酶，这些处理就是自变量，因此该实验的自变量是温度和催化剂的种类，A项错误；除自变量外，实验过程中存在的会影响实验现象或结果的因素或条件称为无关变量，过氧化氢的浓度、溶液体积、反应时间、酶的用量等是无关变量，而温度是自变量之一，B项错误；1号与2号对照，可说明加热能促进过氧化氢分解，1号与4号对照，可说明过氧化氢酶能催化过氧化氢分解，C项正确；加热能使过氧化氢分子从常态转变成容易反应的活跃状态，是为反应提供了活化能，不是降低反应的活化能，D项错误。 【例2】 如图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能，正确的图解是(　　) 答案　B 解析　酶的作用是降低化学反应的活化能，从而使化学反应能够快速进行。 1．酶的本质及生理功能 概念 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 来源 一般来说，活细胞都能产生酶(哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶，但含有酶) 生理功能 生物催化功能(反应前后酶的性质和数量不变) 作用机理 降低化学反应的活化能，加快反应速率 酶催化作用实验验证 实验组：底物→相应酶→底物被分解 对照组：底物→等量清水→底物不被分解 作用场所 在细胞内(呼吸酶、光合酶等)、细胞外(消化酶等)、体外都能发挥催化作用 化学本质 绝大多数是蛋白质 极少数是RNA 合成原料 氨基酸(约21种) 核糖核苷酸(4种) 合成场所 核糖体 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 【例3】 下列有关酶本质的探索过程的叙述，错误的是(　　) A．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性 B．毕希纳发现某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起作用 C．萨姆纳从刀豆种子中提纯出的结晶可以催化尿素分解 D．切赫和奥尔特曼证明酶的化学本质只是RNA而非蛋白质 答案　D 解析　切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能，D项错误。 【例4】 下列有关生物体内酶的叙述，正确的是(　　) A．酶在完成催化作用后立即失活 B．酶只能在活细胞内才能发挥作用 C．大多数酶是在核糖体上合成的 D．酶为反应过程供能从而降低反应活化能 答案　C 解析　酶在完成催化作用后不会立即失活，酶可以多次重复利用，A项错误；只要条件适宜，酶在生物体内、外都能发挥作用，B项错误；大多数酶是蛋白质，是在核糖体上合成的，C项正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，酶不能为反应过程供能，D项错误。 1．下列可能是酶的合成场所的是(　　) A．核糖体　　 B．内质网　　 C．高尔基体　　 D．溶酶体 答案　A 解析　蛋白质类酶的合成场所是核糖体，RNA类酶的合成场所主要是细胞核。 2．下列有关人体中酶的叙述，不正确的是(　　) A．绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA B．酶催化功能的本质是提供能量，从而降低化学反应的活化能 C．酶的作用条件较温和，在生物体内、体外均可起作用 D．在细胞质内合成的酶可在细胞核内发挥作用 答案　B 解析　酶催化功能的本质是作为催化剂，降低化学反应的活化能，而不是提供能量。 3．德国化学家毕希纳将酵母细胞放在石英砂中用力研磨，加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后冒出气泡，糖液居然变成了酒。根据以上实验，分析得出的结论错误的是(　　) A．葡萄糖变成酒的过程中发生了化学变化 B．将糖变成酒的物质是汁液中的酿酶 C．研磨有利于酵母细胞内酿酶的释放 D．该实验证明酿酶的化学本质是蛋白质 答案　D 解析　葡萄糖变成酒的过程中有气泡产成，发生了化学变化，A项正确；催化该化学变化进行的是酵母细胞内产生的酿酶，B项正确；研磨有利于酿酶的释放，C项正确；毕希纳所做的实验，不能证明酶的化学本质是蛋白质，D项错误。 4．关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，下列叙述正确的是(　　) A．实验中所用肝脏必须是新鲜的，若放置时间过长肝细胞内的过氧化氢会减少 B．实验中用到的滴管，必须先吸取氯化铁溶液再吸取肝脏研磨液，这样对实验结果影响较小 C．过氧化氢在温度高的环境中分解速度会比常温下快 D．实验的自变量是试管中产生气泡数目的多少和卫生香的复燃情况 答案　C 解析　肝脏放置时间过长，细胞内的过氧化氢酶会失活，A项错误；吸取氯化铁溶液和吸取肝脏研磨液的滴管不能混用，B项错误；过氧化氢在高温条件下分解速率会加快，C项正确；试管中产生气泡数目的多少和卫生香的复燃情况是因变量，D项错误。 5．某研究小组欲探究影响过氧化氢分解的因素，做了如下两个实验。相应的实验结果如图所示(实验1、实验2均在适宜条件下进行)，请分析回答： (1)实验1、2中的自变量分别为__________________________ ___________。 (2)实验2结果反映，bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是__________________________________________________。 (3)实验1中过氧化氢酶和Fe3＋的作用原理是____________；通过实验1可以得出什么结论？_____________________________ ________________________。 解析　(1)由题图可知，实验1、2的自变量分别是催化剂的种类(和时间)、过氧化氢的浓度。(2)实验2曲线中，bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是酶的数量(浓度)有限。(3)过氧化氢酶和Fe3＋都是催化剂，它们的作用原理相同，都是降低化学反应的活化能；实验1中加过氧化氢酶的反应速率比加Fe3＋的快得多，故可以得出结论：酶具有催化作用，且与无机催化剂相比，酶的催化作用更高效。 答案　(1)催化剂的种类(和时间)、过氧化氢的浓度　(2)酶的数量有限　(3)降低化学反应的活化能　酶具有催化作用，且与无机催化剂相比，酶的催化作用更高效 要点速记 1．分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。 2．细胞代谢是细胞中各种化学反应的统称。 3．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶化学本质是蛋白质，少数为RNA。 4．与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。 $$